Artikel SmartCem uppvisar robust piezoresistivt beteende

I takt med att efterfrågan på smart infrastruktur växer, söker forskare och ingenjörer innovativa lösningar för att förbättra betongkonstruktioners säkerhet, tillförlitlighet och hållbarhet. Traditionella cementbaserade material har länge utgjort basen för byggande på grund av deras hållfasthet och mångsidighet. Deras oförmåga att tillhandahålla realtidsdata om konstruktionens tillstånd och prestanda har däremot begränsat deras potential.

För att lösa problematiken har självkännande cementbaserade kompositer utvecklats till en revolutionerande teknologi som kombinerar de traditionella materialens fördelar med förmågan att känna av och reagera på förändringar i omgivningen.

Den främsta målsättningen med denna forskning är att vara en pionjär inom utvecklingen av en innovativ självkännande cementbaserad komposit, utformad för att fungera som ett sofistikerat sensorsystem inom ramen för ett strukturellt tillståndsövervakningssystem (SHM) för betongkonstruktioner. Forskningen fokuserar på nanomodifierad Portlandcement (SmartCem) som en nyckelkomponent i de självkännande kompositerna. SmartCem-materialet består av partiklar med bundna CNFs som syntetiseras på plats genom tekniken för kemisk avlagring i gasfas (CVD).

SmartCem förbättrar spridningen av ledande material inom betongmatrisen, vilket möjliggör dess användning som ett sensormaterial. Undersökningen visar att SmartCem-kompositer uppvisar ett robust piezoresistivt beteende, reagerar på mekaniska påfrestningar och indikerar strukturella spänningar eller töjningar. Dessa kompositer reagerar inte bara på mekanisk belastning utan också på variationer i luftfuktighet och temperatur, vilket gör dem mångsidiga för olika övervakningsapplikationer. Koncentrationen av SmartCem inom kompositmaterialet framträder som en avgörande faktor som styr känsligheten.